种单原子化学反应可以改变药物发现

药物合成通常非常复杂;需要进行简化以加快药物开发的初始阶段并降低仿制药生产的成本。现在，在最近发表在《科学》杂志上的一项研究中，大阪大学的研究人员发现了一种化学反应，由于其简单性和实用性，可以改变药物生产。

药物通常包含几十个原子和原子之间相似数量的化学键。因此，使用有机化学技术从简单的前体设计复杂的药物结构通常需要仔细的计划和繁琐的增量步骤。药物合成的黄金标准是一步创造尽可能多的化学键。原则上，向药物前体添加一个碳原子——通过在一个步骤中形成四个键——可以是一种方法。不幸的是，原子碳通常太不稳定而无法用于常见的化学反应条件。这是研究人员试图解决的问题。

“由于原子碳太不稳定，无法用于有机合成，因此二卤卡宾等试剂基本上都是原子碳当量，”该研究的第一作者 Miharu Kamitani 解释道。“我们已经扩展了此类反应的工具包，并将我们的技术应用于成熟的药物。”

大阪大学研究人员的发现是基于一类被称为 N-杂环卡宾的分子。通过称为共振的化学过程，这些分子包含碳原子当量的稳定形式。通过与 α、β-不饱和酰胺(癌症进展中的一种重要分子)的直接反应，一步生成各种 γ-内酰胺(抗生素中常见的环状分子)，通常产率超过 60%。特别值得注意的是氨基鲁米特(一种用于治疗癫痫和其他疾病的药物)的一步化学修饰，收率为 96%。因此，即使是复杂的药物也可以针对药物靶向和活性研究以及无数其他药物发现的综合复杂方面的程序进行修改。

“制药公司一直在寻找能够实现复杂化学转化的直接反应，”该研究的资深作者 Mamoru Tobisu 说。“我们设想我们的单碳原子掺杂反应将在这方面广泛有用。”

这项工作成功地利用一个原子碳当量一步形成四个化学键，合成了药学上有用的化学结构，并从根本上改变了既定药物分子的化学性质。大阪大学研究人员的方法将有助于快速制备潜在的药物，这将加快药物研发以及现有药物的生产——特别是如果该方法扩展到有机化学中其他类别的转化。